一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針，從上至下包括依次連接的針柄、針身及針尖，在針身及針尖表面有一組微孔，在微孔內(nèi)壁上覆蓋一層金屬納米材料層。本發(fā)明與以前發(fā)明的SERS活性微針相比，本發(fā)明的增強拉曼層內(nèi)置，不需要高分子包被層。這樣，不但可以避免對信號的衰減，也避免高分子層含有的熱源物質(zhì)對生物體的負面影響；與現(xiàn)有的表面增強拉曼材料相比，本發(fā)明的增強拉曼層只集中在微孔內(nèi)，微孔尺寸和檢測的激光光斑大小在同一數(shù)量級，吸附的分子大都為有效的檢測分子，有利于進一步提高分析靈敏度。
【專利說明】-種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種增強拉曼材料制備的【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種增強層內(nèi)置 的新型的具有增強拉曼活性的微針及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 以針灸針為載體，吸附具有增強拉曼效應(yīng)的納米粒子構(gòu)建了一種微創(chuàng)出入人體的 集采樣和檢測等功能為一體的拉曼活性微針。當(dāng)微針進入體內(nèi)或組織時，組織液會擴散到 微針表面的間隙內(nèi)，當(dāng)拔出微針時，可以將組織液中的待測分子攜帶出來。體外的表面增強 拉曼光譜檢測可避免拉曼信號在組織中的衰減，同時根據(jù)檢測微針刺入的深度可以得到一 定深度的皮下組織的增強拉曼信號。
[0003] 但是這種方法也有不足之處，針體表面的那些增強拉曼效應(yīng)的納米粒子是吸附上 的，因此，在進出人體過程中，這些納米粒子很容易被摩擦掉，導(dǎo)致微針的增強效果減弱；包 被一層微孔高分子層是能夠保護這些納米粒子免于擦除。但會影響組織液的擴散及降低拉 曼信號的強度。此外，高分子中含有的熱源物質(zhì)也會給人體造成不良的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針及其制備方 法，具有用于體內(nèi)或體外超靈敏檢測的特點。
[0005] 在本發(fā)明中，首先，以用高分子材料包裹針灸針的針身和針尖部分，再用激光打孔 技術(shù)在針體表面打一系列微米級的孔，通過電化學(xué)還原貴金屬沉積到微孔處裸露的針體上 形成一層內(nèi)置的增強拉曼效應(yīng)材料，再溶去針體表層的包被層即得一種內(nèi)置的新型的增強 拉曼微針。本發(fā)明的這種新型的拉曼增強微針和以前的微針相比，激光在針體上打孔制備 一層內(nèi)置增強拉曼材料，有利于保護拉曼增強層，并且沒有高分子材料的熱源物質(zhì)的負面 影響。
[0006] 本發(fā)明將醫(yī)用針灸針作為新型增強SERS活性微針的制備主體，利用新型增強 SERS活性微針針身微孔內(nèi)的金屬納米材料的表面等離激元共振耦合極大增強待測分子的 拉曼信號，發(fā)明一種可用于體外和體內(nèi)的微創(chuàng)的超靈敏檢測材料。
[0007] 技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種增強層內(nèi)置的 新型增強拉曼微針，從上至下包括依次連接的針柄、針身及針尖，在針身及針尖表面有一 組微孔，在微孔內(nèi)壁上覆蓋一層金屬納米材料層。
[0008] 進一步地，所述金屬納米材料層為金納米層、銀納米層、銅納米層或鉬納米層中的 一種或幾種。
[0009] 進一步地，所述金屬納米材料層厚度為20-2500納米。
[0010] 進一步地，所述微孔直徑5-100微米，深度5-100微米。
[0011] 上述的一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針的制備方法，包括以下步驟：
[0012] 1)將微針的針身和針尖插入高分子溶液中靜置1-60秒后取出得到高分子層，所 述的高分子溶液中的高分子質(zhì)量與溶劑體積比為0. 1-10%，所述的高分子為聚苯乙烯、聚 乳酸、聚氨酯或聚乙烯丙綸中的一種或多種的混合而成；
[0013] 2)將經(jīng)步驟1)處理的微針的針身和針尖用激光打孔得到微孔，其中微孔直徑 5-100微米，深度5-100微米；
[0014] 3)將經(jīng)步驟2)處理的微針的針身和針尖插入金、銀、銅或鉬的鹽溶液中，在微孔 內(nèi)壁電鍍一層厚度為20-2500納米的增強拉曼層；或直接將制備好的金、銀、銅或鉬納米材 料滴加到上述微孔中；
[0015] 4)將經(jīng)步驟3)處理的微針的針身和針尖插入甲苯溶劑中溶去高分子層，即得一 種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針。
[0016] 本發(fā)明所使用的微針為醫(yī)用針灸針。
[0017] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0018] ⑴本發(fā)明與以前發(fā)明的SERS活性微針相比，本發(fā)明的增強拉曼層內(nèi)置，不需要 高分子包被層。這樣，不但可以避免對信號的衰減，也避免高分子層含有的熱源物質(zhì)對生物 體的負面影響。
[0019] (2)與現(xiàn)有的表面增強拉曼材料相比，本發(fā)明的增強拉曼層只集中在微孔內(nèi)，微孔 尺寸和檢測的激光光斑大小在同一數(shù)量級，吸附的分子大都為有效的檢測分子，有利于進 一步提1?分析靈敏度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1高表面增強拉曼活性微針結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是針灸針表面的微孔圖；本圖所示的是直徑10-100微米深度10-100微米的 微孔；
[0022] 圖3內(nèi)置表面增強拉曼活性層及局部放大圖；
[0023] 圖4新型增強拉曼微針SERS光譜圖。

【具體實施方式】
[0024] 下述非限制性實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以 任何方式限制本發(fā)明。
[0025] 實施例1
[0026] -種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針，從上至下包括依次連接的針柄13、針身12 及針尖11，在針身12及針尖11表面有一組微孔，在微孔內(nèi)壁上覆蓋一層金屬納米材料層， 金屬納米材料層為金納米層和銀納米層組成的復(fù)合納米層，金屬納米材料層厚度為20納 米。微孔直徑20微米，深度5微米。
[0027] 上述的增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針的制備方法，包括以下步驟：
[0028] 1)將微針的針身和針尖插入高分子溶液中靜置30秒后取出得到高分子層，所述 的高分子溶液中的高分子質(zhì)量與溶劑體積比為〇. 1%，所述的高分子為聚苯乙烯；
[0029] 2)將經(jīng)步驟1)處理的微針的針身和針尖用激光打孔得到微孔，其中微孔直徑20 微米，深度5微米；
[0030] 3)將經(jīng)步驟2)處理的微針的針身和針尖插入金、銀的鹽溶液中，作為陰極在微孔 內(nèi)壁電鍍一層厚度為20納米的增強拉曼層；
[0031] 4)將經(jīng)步驟3)處理的微針的針身和針尖插入甲苯溶劑中溶去高分子層，即得一 種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針。
[0032] 實施例2 :
[0033] -種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針，從上至下包括依次連接的針柄13、針身12 及針尖11，在針身12及針尖11表面有一組微孔，在微孔內(nèi)壁上覆蓋一層金屬納米材料層， 金屬納米材料層為金納米層、銀納米層、銅納米層或鉬納米層中的一種或幾種，金屬納米材 料層厚度為2500納米。微孔直徑5微米，深度25微米。
[0034] 上述的增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針的制備方法，包括以下步驟：
[0035] 1)將微針的針身和針尖插入高分子溶液中靜置1秒后取出得到高分子層，所述的 高分子溶液中的高分子質(zhì)量與溶劑體積比為1〇 %，所述的高分子為聚乳酸和聚氨酯混合而 成；
[0036] 2)將經(jīng)步驟1)處理的微針的針身和針尖用激光打孔得到微孔，其中微孔直徑5 微米，深度25微米；
[0037] 3)將經(jīng)步驟2)處理的微針的針身和針尖插入金、銀、銅或鉬的鹽溶液中，作為陰 極在微孔內(nèi)壁電鍍一層厚度為2500納米的增強拉曼層；
[0038] 4)將經(jīng)步驟3)處理的微針的針身和針尖插入甲苯溶劑中溶去高分子層，即得一 種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針。
[0039] 實施例3 :
[0040] 一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針，從上至下包括依次連接的針柄13、針身12 及針尖11，在針身12及針尖11表面有一組微孔，在微孔內(nèi)壁上覆蓋一層金屬納米材料層， 金屬納米材料層為金納米層、銀納米層、銅納米層或鉬納米層中的一種或幾種，金屬納米材 料層厚度為1260納米。微孔直徑50微米，深度50微米。
[0041] 上述的增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針的制備方法，包括以下步驟：
[0042] 1)將微針的針身和針尖插入高分子溶液中靜置60秒后取出得到高分子層，所述 的高分子溶液中的高分子質(zhì)量與溶劑體積比為5%，所述的高分子為聚氨酯和聚乙烯丙綸 混合而成；
[0043] 2)將經(jīng)步驟1)處理的微針的針身和針尖用激光打孔得到微孔，其中微孔直徑50 微米，深度50微米；
[0044] 3)將經(jīng)步驟2)處理的微針微孔中直接滴加制備好的金、銀、銅或鉬納米材料作為 增強拉曼層；
[0045] 4)將經(jīng)步驟3)處理的微針的針身和針尖插入甲苯溶劑中溶去高分子層，即得一 種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針。
[0046] 實施例4 :將實施例1?3中任意一個實施例所制備的新型增強拉曼微針用 1 X 10_9mol/L的尼羅蘭A水溶液浸泡5?10分鐘，測定SERS光譜，評價一根針不同點（九 個隨機的點）的SERS信號均一性及不同針（九根針各取一點）之間的均一性，所測光譜及 均一性評價數(shù)據(jù)見附圖4,從圖中可以看出，不論是同一根拉曼微針內(nèi)部還是不同拉曼微針 之間的拉曼強度都達到了 1.5X105a.u.及以上。
【權(quán)利要求】
1. 一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針，從上至下包括依次連接的針柄（13)、針身 (12)及針尖（11)，其特征在于，在針身（12)及針尖（11)表面有一組微孔，在微孔內(nèi)壁上覆 蓋一層金屬納米材料層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針，其特征在于，所述金 屬納米材料層為金納米層、銀納米層、銅納米層或鉬納米層中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針，其特征在于，所述金 屬納米材料層厚度為20-2500納米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針，其特征在于，所述微 孔直徑5-100微米，深度5-100微米。
5. 權(quán)利要求1所述的一種增強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟： 1) 將微針的針身和針尖插入高分子溶液中靜置1-60秒后取出得到高分子層，所述的 高分子溶液中的高分子質(zhì)量與溶劑體積比為〇. 1-10%，所述的高分子為聚苯乙烯、聚乳酸、 聚氨酯或聚乙烯丙綸中的一種或多種的混合而成； 2) 將經(jīng)步驟1)處理的微針的針身和針尖用激光打孔得到微孔，其中微孔直徑5-100微 米，深度5-100微米； 3) 將經(jīng)步驟2)處理的微針的針身和針尖插入金、銀、銅或鉬的鹽溶液中，在微孔內(nèi)壁 電鍍一層厚度為20-2500納米的增強拉曼層；或直接將制備好的金、銀、銅或鉬納米材料滴 加到上述微孔中； 4) 將經(jīng)步驟3)處理的微針的針身和針尖插入甲苯溶劑中溶去高分子層，即得一種增 強層內(nèi)置的新型增強拉曼微針。
【文檔編號】A61B10/00GK104095613SQ201410193582
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】董健, 辛麗妃, 謝凡, 朱珠, 張里, 錢衛(wèi)平 申請人:東南大學(xué)